acecook

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Công nghiệp năng lượng
01/11/2025 04:07
Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
aa
Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng Trung Quốc phát triển pin lithium mạnh gấp đôi công nghệ tiên tiến của Tesla
1.	Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images
Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images

Gel DEGE: Giải pháp vượt trội cho pin lithium ổn định lâu dài

Pin lithium kim loại (LMB) vốn được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao gấp đôi pin lithium-ion, nhưng ứng dụng thực tế vẫn bị cản trở bởi các điện giải lỏng truyền thống, dễ rò rỉ, cháy nổ và hình thành gai lithium, nguyên nhân dẫn tới đoản mạch nguy hiểm. Nhiều nỗ lực phát triển điện giải gel trước đây đã giúp cải thiện độ an toàn, song lớp giao diện SEI (Solid Electrolyte Interphase) vẫn kém ổn định, khiến pin nhanh xuống cấp.

Nhóm nghiên cứu tại Nankai khắc phục vấn đề này bằng thiết kế phân tử chính xác, tạo nên chuỗi amid fluor hóa có tính tương thích cao với điện cực kim loại. Trong đó, hợp chất 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C=Oα3F) được xác định là thành phần tối ưu. Nhờ năng lượng LUMO thấp và rào cản giải phóng ion lithium nhỏ, quá trình dẫn ion diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn.

Khẳng định độ bền và an toàn

Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy, pin đối xứng Li||Li vẫn duy trì hoạt động ổn định sau hơn 9.000 giờ, trong khi pin Li||LiFePO₄ vẫn giữ được 81,7% dung lượng sau 2.500 chu kỳ. Đáng chú ý, kể cả ở điều kiện nhiệt độ cao (80°C), điện giải dạng gel vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong suốt 300 chu kỳ, cho thấy khả năng vận hành bền vững ngay trong môi trường khắc nghiệt.

Cơ chế kép của DEGE giúp hình thành lớp SEI đặc, giàu LiF và Li₃N, tạo màng bảo vệ cơ học bền chắc. Ảnh chụp từ kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy lớp SEI có mô đun đàn hồi 6,9 GPa, đủ mạnh để ngăn chặn sự phát triển của gai lithium - yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ và tăng độ an toàn cho pin.

“Thiết kế phân tử chính xác cho phép chúng tôi đồng thời giải quyết nhiều thách thức trong phát triển pin lithium kim loại. Nhờ các nhóm fluor, pin đạt độ ổn định giao diện tốt hơn, chu kỳ sử dụng dài hơn và an toàn nhiệt cao hơn” - Giáo sư Tianfei Liu cho biết.

Định dạng gel của điện giải không chỉ ngăn rò rỉ và hạn chế giãn nở nhiệt mà còn vượt qua các thử nghiệm an toàn khắt khe như đâm kim và nhiệt chạy ngoài kiểm soát (thermal runaway), trong khi pin lỏng thường hư hại nghiêm trọng.

Ổn định, an toàn và sẵn sàng thương mại hóa

Giáo sư Kai Zhang nhấn mạnh, chiến lược này kết hợp giữa hóa học cơ bản và yêu cầu ứng dụng thực tế, mở ra hướng phát triển cho thế hệ điện giải hiệu suất cao tiếp theo.

Công nghệ DEGE có thể sớm được triển khai trong xe điện thương mại và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, sau khi đã chứng minh khả năng giải quyết các thách thức lớn nhất: độ bền chu kỳ, an toàn nhiệt và sự hình thành gai lithium.

Trước đó, các nhà khoa học Trung Quốc cũng từng phát triển phụ gia điện giải thioether giúp pin lithium kim loại đạt 3.000 chu kỳ sạc-xả nhờ khả năng tái cấu trúc bề mặt điện cực, kéo dài tuổi thọ và tăng độ ổn định pin.

Theo giới chuyên môn, đột phá này đánh dấu bước nhảy lớn hướng tới thương mại hóa pin lithium kim loại. Loại gel điện giải fluor hóa mới giúp tăng mật độ năng lượng, kéo dài tuổi thọ, đồng thời cải thiện độ bền và an toàn. Nhờ đó, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong xe điện và lưu trữ năng lượng, góp phần thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và giao thông bền vững trên toàn cầu.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

Bài liên quan
mca
Tin bài khác
Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Tại Tuần lễ Năng lượng Thông minh Quốc tế Đài Loan (Energy Taiwan 2025) và Triển lãm Phát triển Bền vững Đài Loan (Net-Zero Taiwan) do TAITRA và GESA (thuộc SEMI) đồng tổ chức, Formosa Smart Energy (FSE) - thành viên của Tập đoàn Formosa Plastics đã cho thấy khả năng đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải CO₂ và xây dựng nền kinh tế tuần hoàn.
Điện tử tiêu dùng lên ngôi tại IEAE 2025: Không gian sáng tạo và trải nghiệm công nghệ mới

Điện tử tiêu dùng lên ngôi tại IEAE 2025: Không gian sáng tạo và trải nghiệm công nghệ mới

Trong khuôn khổ Triển lãm Quốc tế Ngành Điện tử & Thiết bị gia dụng (IEAE 2025) diễn ra tại Hà Nội, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước bày tỏ kỳ vọng sự kiện sẽ mở ra cơ hội hợp tác, chuyển giao công nghệ và thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực điện tử - gia dụng. Với quy mô lớn và tính quốc tế cao, IEAE 2025 không chỉ là nơi giới thiệu sản phẩm, mà còn là cầu nối giữa doanh nghiệp Việt Nam và các đối tác toàn cầu.
Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Trong khuôn khổ Hội chợ Mùa thu 2025, các thiết bị khoa học và sáng chế công nghệ thông minh đóng vai trò quan trọng, thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc thúc đẩy đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.
Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Mưa lũ dữ dội bao trùm miền Trung những ngày qua không chỉ gây thiệt hại lớn về tài sản, hạ tầng mà còn đe dọa hệ thống thông tin liên lạc. Trước thử thách đó, các nhà mạng lớn như Viettel, VNPT và MobiFone đã đồng loạt kích hoạt phương án ứng cứu, dốc toàn lực bảo vệ mạng lưới, bảo đảm "mạch máu thông tin" không bị gián đoạn giữa vùng tâm lũ.
Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế vừa qua đã khép lại với những con số ấn tượng, khẳng định vị thế là một sự kiện quan trọng của ngành. Với quy mô 250.000m², sự kiện đã thu hút sự tham gia của 2.500 doanh nghiệp, trở thành một sàn diễn công nghệ quy mô lớn.
Ba doanh nghiệp công nghệ và logistics chính thức trở thành hội viên VAA

Ba doanh nghiệp công nghệ và logistics chính thức trở thành hội viên VAA

Song Nam Group, RTC Technology Việt Nam và PCS POST - ba doanh nghiệp tiêu biểu trong lĩnh vực đô thị thông minh, tự động hóa và logistics đã chính thức trở thành hội viên của Hội Tự động hóa Việt Nam. Điều này thể hiện nỗ lực gắn kết giữa các doanh nghiệp công nghệ nhằm thúc đẩy tiến trình chuyển đổi số và phát triển ngành công nghiệp tự động hóa trong nước.
Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Phiên cuối tháng 10 biến động mạnh khi VN Index giảm 29,92 điểm xuống 1.639,65 điểm. Chỉ số bị “đánh sập” chủ yếu bởi các cổ phiếu họ Vin và áp lực từ nhóm tài chính. Dòng tiền vẫn ở lại với thị trường nhưng phân hóa mạnh, khiến tâm lý nhà đầu tư thận trọng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 01/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

Trong bối cảnh sản xuất đang chuyển mình mạnh mẽ, trí tuệ nhân tạo (AI) thường được nhắc đến như “chìa khóa tiết kiệm chi phí” hay “động lực tối ưu hóa quy trình”. Tuy nhiên, việc chỉ đánh giá AI dựa trên lợi tức đầu tư (ROI) ngắn hạn lại là một góc nhìn hạn hẹp. Giá trị thực sự của AI nằm ở khả năng định hình lại văn hóa vận hành, củng cố sự nhất quán trong quy trình và trao quyền cho con người, những yếu tố tạo ra lợi thế cạnh tranh bền vững hơn rất nhiều so với con số tiết kiệm chi phí tức thời.
Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sản phẩm Robot cạo mủ cao su do người Việt Nam làm chủ đã được nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm, đưa vào ứng dụng thực tế tại Tổng công ty Cao su Đồng Nai.
song-gia-tri